Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік фармацевтика академиясы

№ 2

3. Дәріс тезистері. Тірі ағзадағы химиялық реакциялардың жүруін қамтамасыз ететін ерекше нәруыздарды ферменттер немесе энзимдер деп атайды. Ферменттер барлық ұлпаларда, жасушаларды, субжасушалық құрылымдарда кездеседі. Белгілі бір жасушада болатын ферменттердің тобы және олардың белсенділігі бүкіл ағзада жүретін зат алмасу реакцияларының бағыты мен тығыз байланысты және осы процесстерге тәуелді болады. Ферменттердің белсенділігінің жетіспеушілігі әр түрлі аурулардың пайда болуына себепкер болады. Табиғатта жәй және күрделі ферменттер кездеседі. Жәй ферменттер полипептидтік тізбектен ғана тұрады. Күрделі ферменттердің құрамына нәруыз және кофакторлар кіреді. Күрделі ферменттердің нәруыздық бөлімін апофермент деп атайды. Кофакторлар мен апофермент өз бетінше белсенділік көрсетпейді. Олардың бір-бірімен байланысуы арқылы холофермент түзіледі. Холофермент жоғары биологиялық белсенділік көрсетеді. Жай ферменттердің активтік орталығының жанасушы және каталиттік бөлігі аминқышқылдардың бүйірлі радикалдарынан түзіледі, ал күрделі ферменттердің активтік ортасының каталиттік бөлігі кофакторлардан, жанасушы бөлігі аминқышқылдарының бүйірлі радикалдарынан тұрады.

Активтік ортадан басқа олигомерлік ферменттерде аллостерлік деп аталатын орта болады. Аллостерлік ортамен байланысатын заттардың молекуласы субстраттың молекуласының құрылысынан өзгеше келеді, басқа аллостерлік ортамен байланысқан эффектор ферментінің молекуласының кеңістікте орналасуын өзгертіп, оның субстратпен әрекеттеуіне өз әсерін тигізеді. Ферменттік реакциялардың жылдамдығы жоғарлауына немесе тежелуіне сәйкес эффекторды екі топқа бөлуге болады. Аллостерлік активаторға немесе аллостерлік тежеушілерге (ингибиторға). Кофакторлық қызметі металдар, витаминдік және витаминдік емес коферменттер атқарады.

Ферменттер субстраттарға әртүрлі талғамдылықпен әсер ете алады. Стереохимиялық субстраттық, абсолюттік субстраттық, салыстырмалы топтық субстраттық және салыстырмалы субстраттық талғамдықпен. Ферменттердің субстраттарға әсер етуі реагенттердің біріне бірі жақындап бейімделуі, субстраттардың деформациялық эффектісі және қышқылды-негіздік катализ бен коваленттік катализ механизмі арқылы жүреді. Коваленттік катализ арқылы әсер ететін ферменттерге химотрипсин, тромбин, трипсин, экстераза фосфоглюкомутаза, сілтілік фосфотаза, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, папаин жатады. Ферменттік реакциялардың жылдамдығы субстраттың мөлшерінің азаюна немесе реакция өнімінің көбеюіне байланысты анықталады. Ферменттік реакцияның кинетикасын анықтағанда, ферменттің субстратпен қосылғанда құбылысын есепке алу керек (бұл құбылыс бейорганикалық химиялық реакцияларда байқалмайды). Егер субстраттың концентрациясы төмен болса, реакцияның жылдамдығы субстраттың концентрациясына тура сызықты тәуелді болады да, бірінші дәрежелі кинетикаға бағынады. Субстраттың концентрациясы жоғары болғанда, ферменттің активтік ортасы субстратпен толық қанығу нәтижесінде реакция жылдамдығы жоғары және тұрақты болады да, субстраттың концентрациясына тәуелді болмайды. Бұл жағдайда реакция мольдік дәрежелі кинетикаға да, реакцияның жылдамдығы толығымен ферменттің концентрациясымен анықталады. Ферменттік реакциялардың жылдамдығы рН-тың, температураның оптимумында жоғары ферменттің сандық мөлшеріне тура пропорциональды болады.

Ағзада бір реакцияны катализдейтін ферменттің бірінші реттік құрылысының айырмашылығына байланысты пайда болатын генетикалық көптік ферменттерді изоферменттер деп атайды.

Тірі организмдер өзінде жүретін процесстерді сыртқы ортаның жағдайына сәйкес реттей алады. Бұл процесс биореттеу деп аталады. Биореттелу ферменттердің белсенділігін өзгерту арқылы жүреді. Ферменттердің белсенділігін реттеудің негізгі жолдарына: проферменттердің белсендірілуі; ферменттердің белсенділігінің коваленттік модификация арқылы реттеуі; ферменттердің белсенділігін тежеу арқылы реттелуі; аллостерлік реттелуі жатады.

1. Кесте «Ферменттердің функциялық құрылымының ерекшеліктері»

2. Кесте «Ферменттік катализ сатылары»

3. Кесте: «Ферменттік реакциялардың кинетикасына әсер ететін факторлар»

4. «Ферменттер, әсер ету механизмі» тақырыбы бойынша презентация.

5.Әдебиеттер:

1. 
   Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биохимия. 2004. Москва. 704с.
   
2. 
   Шарманов Т.Ш., Плешкова С.М. Метаболические основы питания с курсом общей биохимии. 1998. Алматы. 460с.
   
3. 
   Тапбергенов С. Медицинская биохимия. 2001. Астана. 284с.
   
4. 
   Николаев А.Я. Биохимия. 1989. Москва. 390с.
   
5. 
   Строев Е.А. Биологическая химия. 1986. Москва. 420с.
   
6. 
   Николаев А.Я. Биологическая химия. Учебник.2007. Москва. 568с.
   
7. 
   Кенжебеков П.К. Биологиялық химия Шымкент, 2005ж.
   

1. 
   Жәй фермент пен күрделі ферменттердің активтік ортасының құрылымында қандай айырмашылық бар?
   
2. 
   Ферменттердің талғампаздылығының түрлерін анықтаңыз.
   
3. 
   Ферменттердің қандай әсер ету механизмдері белгілі?
   
4. 
   Ферменттік реакциялардың кинетикасын сипаттаңыз.
   
5. 
   Ферменттің белсенділігін реттеу қалай жүреді.
   

№ 3 дәрістің тезисі.

Ñûðòºû îðòàíû» àóûñòûðûëìàéòûí ôàêòîðûíà òà¹àìíû» çàòòàðû æàòàäû, îëàð îðãàíèçìíi» ýëåìåíòòåðiíå (êîìïîíåíòòåðiíå) àéíàëûï, çàò æ¸íå ýíåðãèÿ àëìàñóûíà ºàòûíàñàäû. ²îðåêòåíó àäàì îðãàíèçìíi» ºàëûïòû òiðøiëiãií ºàìòàìàñûç åòåäi: îíû» ¼ñóií, äàìóûí, áåéiìäiëiãií æ¸íå áåëñåíäi ºûçìåò àòºàðóûí.

²àçiðãi êåçäå òèiìäi òà¹àìäàíóäû» ðàöèîíûí º½ð¹àíäà ñîÿäàí (á½ðøຠò½ºûìäàñ ¼ñiìäiêòåí) æàñàë¹àí òà¹àìäàð êå»iíåí ºîëäàíûëóäà. Ñîÿäàí æàñàë¹àí ñ¾òòi» áèîëîãèÿëûº º½íäûëû¹û ñûéûð ñ¾òiíå ºàðà¹àíäà æî¹àðû, îíäà ëàêòîçà æîº. Ñîíäûºòàí, äèàòåçáåí àóûð¹àíäàð ìåí æàíóàðëàðäàí àëûíàòûí ñ¾ò òà¹àìäàðûíà àëëåðãèÿñû áàð æ¸íå ëàêòîçàíû ºîðûòà àëìàéòûí áàëàëàð ìåí åðåñåê àäàìäàð ñîÿäàí æàñàë¹àí ñ¾òïåí ºîðåêòåíäiðiëåäi.

Ñîÿ ä¸íiíäåãi àºóûçäû» ì¼ëøåði ¼òå æî¹àðû, 36-48% àðàëû¹ûíäà áîëàäû, àë êðàõìàëäû» ì¼ëøåði àç. Ñîÿ àºóûçûíû» º½ðàìûíà áàðëûº àóûñòûðó¹à áîëìàéòûí àìèíºûøºûëäàðû êiðåäi. Ñîíäûºòàí, ºàíò äèàáåòiìåí àóûðàòûí àäàìäàðäû» àºóûç¹à äåãåí ºàæåòòiëiãií ñîÿäàí æàñàë¹àí òà¹àìäàðìåí ºîðåêòåíäiðó àðºûëû ºàíà¹àò òàíäûðó ¼òå òèiìäi. Ñîÿ àºóûçûíû» æàíóàðëàð åòiíi» àºóûçûíàí àéûðìàøûëû¹ûíà, îðãàíèçìäå ñîÿ àºóûçûíàí ïóðèíäiê íåãiçäåðäi» ò¾çiëìåói æàòàäû. Æî¹àð¹û ì¼ëøåðäåãi ïóðèíäiê íåãiçäåð ïîäàãðî àóðóûíû» ïàéäà áîëóûíà ñåáåïêåð áîëàäû. Ñîíûìåí ºàòàð ñîÿ ä¸íiíäå âèòàìèíäåð ìåí ìèíåðàëüäûº ò½çäàð æåòêiëiêòi ì¼ëøåðäå áàð. ²½ð¹àº ñûéûð ñ¾òiìåí ñàëûñòûð¹àíäà, Â₁ âèòàìèíiíi» ì¼ëøåði ñîÿäà ¾ø åñå æî¹àðû. Â₁ âèòàìèíi æ¾éêå æ¾éåñiíi» á½çûëóûíàí ºîð¹àéòûí-äûºòàí æ¸íå æ¾ðåê æ½ìûñûí æàºñàðòàòûíäûºòàí, ñîÿäàí æàñàë¹àí òà¹àìíû» ðîëi æî¹àðû åêåíäiãi ò¾ñiíiêòi.

Â₂ âèòàìèíiíi» ì¼ëøåði áèäàé ìåí àðïàìåí ñàëûñòûð¹àíäà ñîÿäà 6 åñå ê¼ï. Ñîÿ ä¸íiíäåãi êàëèéäi», êàëüöèéäi», ôîñôîðäû» æ¸íå òåìiðäi» ì¼ëøåði ¼òå æî¹àðû áîëàäû. Áèäàé íàíûìåí ñàëûñòàð¹àíäà ñîÿäà¹û êàëüöèéäi» ì¼ëøåði 12 åñå, ôîñôîðäû» 8 åñå æ¸íå òåìiðäi»-7 åñå æî¹àðû åêåíäiãi àíûºòàëûí¹àí. Åòïåí ñàëûñòûð¹àíäà ñîÿäà¹û ôîñôîð ºûøºûëûíû» ì¼ëøåði 2 åñå æ¸íå ìèíåðàëüäûº çàòòàðäû» ì¼ëøåði 4 åñå æî¹àðû áîëàäû.

Ñîÿ ä¸íiíåí ½í æ¸íå æ¾çäåí àðòûº ¸ð ò¾ðëi òà¹àìäàð äàéûíäàëàäû. Ñîÿ ½íûíû» í¸ðëiëiãi ¼òå æî¹àðû. 500 ãðàìì ñîÿ ½íûíû» º½ðàìûíäà¹û àºóûçäû áið êèëîãðàìì ñ¾çáåìåí, 1,5 êã ñûéûð åòiìåí, 2,5 êã íàíìåí, 40 òàóûº æ½ìûðòºàñûìåí íåìåñå 32 ñòàêàí ñ¾òïåí òå»åñòiðóãå áîëàäû.Ñîÿ ½íû àóûñòàðó¹à áîëìàéòûí àìèíºûøºûëäàðûíà ¼òå áàé. Îíû» º½ðàìûíäà¹û ëèçèííi» ì¼ëøåði áèäàé¹à, æ¾ãåðiãå, ê¾ðiøêå ºàðà¹àíäà îí åñå æî¹àðû; òðèïòîôàííû» ì¼ëøåði æ¾ãåðiãå ºàðà¹àíäà 9 åñå æ¸íå áèäàé¹à ºàðà¹àíäà 3,5 åñå æî¹àðû; ìåòèîíèííi» ì¼ëøåði æ¾ãåði ìåí ê¾ðiøêå ºàðà¹àíäà 7 åñå æ¸íå áèäàé¹à ºàðà¹àíäà 4,3 åñå æî¹àðû.

Áèäàé ½íûìåí ñàëûñòûð¹àíäà ñîÿ ½íûíû» º½ðàìûíäà¹û êàëüöèéäi» ì¼ëøåði 15 åñå, ôîñôîðäû» 7åñå, òåìiðäi»-9 åñå, Ð âèòàìèíiíi»-5 åñå, àºóûçäû»-4-5 åñå, æ¸íå ìèíåðàëüäûº çàòòàðäû»-10 åñå æî¹àðû áîëàäû.

Ñîÿäàí æàñàë¹àí òà¹àìäàð æî¹àðû áà¹àëû ïðîòåèíäåð-äi»,âèòàìèíäåðäi» æ¸íå áèîìèêðîíóòðåèíòòåðäi» ê¼çi áîë¹àíäûºòàí, îëàðäû àëëåðãèÿíû, ºàíò äèàáåòií, ºàòåðëi iñiê àóðóëàðûí, æ¾ðåê æ¸íå á¾éðåê àóðóëàðûí, àñ ºîðòó æîëûí, ¼ò òàñòàðûí æ¸íå îñòåîïîðîçäû åìäåó êåçiíäå ºîëäàí¹àí ¼òå ïàéäàëû áîëàäû.

Тірі жасушада жүретін барлық реакциялардың жиынтыѓын аралық алмасу немесе метаболизм деп атайды.

Метаболизм кезінде төменде көрсетілген негізі қызметтер атқарылады:

- химиялық заттар ыдыраѓанда бөлінетін энергияны аккумуляциялау немесе күн сәулесінің энергиясын қабылдап, оны басқа энергия түріне ауыстыру;

- молекулалық компоненттерді (мономерлерді, макромолекулаларды және т.б.) синтездеу және жұмыстарды (электірлік, осмостық, механикалық, реттеушілік) орындау үшін энергияны жұмсау;

- жасушалардың жаңаланатын құрылымдық компоненттерінің ыдырауы;

- өзіне тән қызметтерді атқаратын молекулалардың синтезі мен ыдырауы (гормондардың, медиаторлардың, гормоноидтардың, кофакторлардың және т.б.).

Химиялық реакциялардың тізбегі метаболиттік жол немесе айналым түзеді, олардың әрқайсысы белгілі бір қызмет атқарады. Аралық алмасу орталық және өзіне тән метаболиттік жолдарѓа бөлінеді. Негізгі макромолекулалардың ыдырауы мен синтезі орталық метаболиттік жолмен жүреді. Жеке мономерлердің, макромолекулалардың, кофакторлардың және т.б синтезі мен ыдырауы әзіне тән ерекше метаболиттік жолмен жүреді.

Зат алмасуын қарама-қарсы жүретін екі процесске бөлуге болады: катаболизм (заттың ыдырауы) және анаболизм (заттың синтезделуі). Катаболизм процессінде органикалық заттардың энергиясы босатылады да, бүлінген энергияның негізгі бүлігі аденозин-трифосфат (АТФ) түрінде жиналады. Анаболизм процессінде АТФ энергиясы жұмсалады да АТФ-тен аденозиндифосфат (АДФ) жғне Н₃РО₄ түзіледі. Яѓни, катаболизм мен анаболизм процесстерінің энергетикалық түйістірушісі қызметін АТФ атқарады. Сонымен қатар макромолекулалар мен мономерлер катаболизмге ұшыраѓанда пайда болѓан қарапайым метаболиттер мономерлер мен макромолекула-ларды синтездеуге, яѓни анаболизм процессінде қолданылады. Заттардың ыдырауы мен синтезінің метаболиттер арқылы байланы-суын амфиболиттік (екі жақтылық) жол деп атайды. Сонымен катаболиттік жғне анаболиттік жолдар энергетикалық жүйе АТФ-АДФ жғне жалпы метаболиттер арқылы түйіседі. Екі жақтылық жол терминалдық тотыѓу жүйесімен байланысқан. Терминалдық жүйеде метаболиттер толық тотыѓып, су мен күмір-қышқыл газына айналып, көп мөлшерде энергия бүлініп шыѓарылады. Сонымен қатар аминқышқылдар мен нуклеотидтердің алмасу процесстерінің метаболиттік ақырѓы өнімі мочевина және несеп қышқылы бөлініп шыѓады.

Биомембраналардың негізгі құрылымдық компоненттеріне ақуыздар мен липидтер жатады. Көпшілік биомембраналардың құрамына 50-75% ақуыздар кіреді, ал қалѓан бөлігінің негізін липидтер құрайды. Плазматикалық мембраналардың құрамына 10-ѓа дейін көмірсулар кіреді, олар гликопротеиндер мен гликолипидтердің көмірсулық бөліктерін құрайды, басқа мембраналарда көмірсулардың мөлшері плазматикалық мембрана мен салыстырѓанда 5–10 есе аз болады. Барлық биомембраналардың жалпы құрылу үлгісі бірдей болѓанымен, олардың құрамдық пен құрылыстық дәлдігі өзгеше болады.

Биомембраналардың құрамына фосфотидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, кардеолопин, плазмологен, сфингомиелин, цереброзидтер, сульфолипидтер, ганглиозидтер холестерин және нәруыздар кіреді. Мембрананың құрылымы сұйықты мозаиқалық үлгі түзіледі, яғни мембрананың арқауы үздіксіз липидтік қос қабаттан тұрады. Биомембраналар, өздерінің ерекше құрылымдарына сәйкес амфифильдік, ассиметриялық және аққыштық қасиеттерін көрсетеді. Биомембраналар, заттардың талғамды тасымалдануын жәй диффузия, жеңілдетілген диффузия, біріншілік активті тасымалдау және екіншілік активті тасымалдау арқылы қамтамасыз етеді. Сонымен қатар биомембрана рецепторлық, антигендік, метаболиттік қызметтерін атқарады.
Иллюстрациялы материалдар.

4. 
   «Зат алмасуға кіріспе. Тағамдану биохимиясы» тақырыбы бойынша презентация.
   
5. 
   « Мембрана арқылы заттардың тасымалдануы» кестесі.
   

8. 
   Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биохимия. 2004. Москва. 704с.
   
9. 
   Шарманов Т.Ш., Плешкова С.М. Метаболические основы питания с курсом общей биохимии. 1998. Алматы. 460с.
   
10. 
    Тапбергенов С. Медицинская биохимия. 2001. Астана. 284с.
    
11. 
    Николаев А.Я. Биохимия. 1989. Москва. 390с.
    
12. 
    Строев Е.А. Биологическая химия. 1986. Москва. 420с.
    
13. 
    Николаев А.Я. Биологическая химия. Учебник.2007. Москва. 568с.
    
14. 
    Кенжебеков П.К. Биологиялық химия Шымкент, 2005ж.
    

1. Метаболизм кезінде қандай негізі қызметтер атқарылады?

2. Биологиялық мембраналардың құрылымдық ерекшеліктерін түсіндіріңіз.

3. Жәй және жеңілдетілген диффузия қалай жүреді?

4. Заттардың трансмембрандық белсенді тасымалдануы қалай жүреді?